基于导频的MIMO-OFDM系统信道估计算法研究
MIMO-OFDM基于导频的信道估计方法
MIMO-OFDM基于导频的信道估计方法
李振娜
【期刊名称】《科技经济市场》
【年(卷),期】2007(000)003
【摘要】随着数字信号处理和集成电路技术的快速发展,多输入多输出正交频分复用技术(MIMO-OFDM)成为现代通信的研究热点,本文介绍了基于导频的MIMO-OFDM系统的基本信道估计方法,提出了新的插入导频的信道估计方法,并通过Labview仿真软件对不同情况下的信道估计进行仿真.
【总页数】1页(P210)
【作者】李振娜
【作者单位】武汉理工大学,湖北武汉,430063
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.一种新的基于导频的MIMO-OFDM信道估计方法 [J], 师小琳
2.MIMO-OFDM系统中基于DFT迭代的导频信道估计的优化方法 [J], 欧阳红姣;丁玲
3.基于导频和修正Kalman滤波的MIMO-OFDM信道估计方法 [J], 宋铁成;尤肖虎;沈连丰;宋晓晋
4.MIMO-OFDM系统中基于散布导频的信道估计方法研究 [J], 陶蕊;王莲莲
5.MIMO-OFDM/OQAM系统中基于导频的时域信道估计方法 [J], 薛伦生;陈航;赵宇;张凯
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MIMO-OFDM的信道估计算法研究
文 章 编 号 :0 6—94 ( 00 1 —09 0 10 3 8 2 1) 1 05— 3
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21年1月 0 0 1
MI MO —OF M 的信 道 估 计 算 法研 究 D
张 鹏, 李 宏
( 西北 工业大学 , 陕西 西安 70 2 ) 1 19
S v i st e i v re o e ai n o e mar O a od h n es p r t ft t x,a d rd c s te c mpi ain o lme tt n o h i n e u e h o l t fi e n a i .Ve f d b o ue c o mp o i r e y c mp tr i smu ain,t e i r v d L l o t m sb t rt a e o g n g r h i lto h mp o e MS ag r h i et h n t r ia a o t m. i e h i l l i KEYW ORDS: MO; F MI O DM ; MS; R L CI
关键词 : 多输入多输 出; 正交频分复用 ; 适应算法 ; 自 信道冲激响应
中 图分 类 号 :P 9 T3 1 文献 标 识 码 : B
Re e c o a ne tm a i n Al o ih fM Ⅱ 。 一o FDM s r h n Ch n lEsi to g rt m o
t t c etom txs epc vlfr s Rd cmpsin fh hn e adcm es e l n o enn— p or kt ar e set e m eo oio ecan l n o pl t e t fh o — — a h w i r i yo Q t ot e me t h u
MIMO—OFDM系统中基于导频辅助的信道估计
e ie t , u loa ti st eb s si t np ro ma c ; n l , eme h d re tma igc a n l r pete v d n l b tas tan h ete tma i e fr n e Fi al Th t o sf si t h n e o r is y o y o n p
a e d v l p d. r e eo e 一
Ke r s M I O- ywo d : M OFDM ; lta sse h n l si to L ;LM M S Lo Bo n fM SE Pi ・s it d c a e tma in; S o n e E; w- u d o
了一种 正交 导频序列 ;最后 ,文献【利 用 MI 7 1 MO 系统 中各
子信道 相互独立 ,且具有相 同的时延功率包络 P w rD ly o e ea
FeunyDvs n Mu il i , F M) r ec i i lpe n O D 技术通过把整个 q io t xg
信道分成若干个并行子信道,因此加 大了符号宽度 ,从而有
Z o e g h uP n Zh o Ch n i g a u— n S e g Bi hn n
( ai a Moi o mu i t nR s rh a.S u es U ie i , aj g 106 C ia N t n l beC m nc i ee c b ot at nvr t N n n 09, hn) o l ao a L , h sy i 2
1 引言
众所周 知 ,未 来移动 通信 系统 中存在 两个最 主要 的挑
战 : 多径 衰 落 和 带 宽 效 率 。正 交 频 分 复 用 ( to o a Orh g n l
MIMO-OFDM系统中信道估计方法研究
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卜 —T— 一
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MO O D — F M技术最早于 19 年提出。  ̄ [中首次将 96 3 1 1 接收 r — ~ L 卜 OD F M与空时编码相结合,很快引起通信界学者的广 图 2 系统 接 收 端 模 型 泛关注。O D F M技术的主要思想就是把高速的数据流 通过 串并变换 , 分配到多个并行的正交子载波上 , 同时 () = () ( +w () ) ok 进行数据传输。 根据 O D F M原理 , 可以将频率选择 『信 生 m 一1 I l J 道转化为平坦衰落信道。 MO技术通过输入端与输出 MI 其 中, ( 表示从发送 天线 m到接 收天线 ) 端的多天线 ,可以实现在不增加传输带宽的条件下成 n在子 载 波 k 的 的信 道频 率 响应 , ( 为 方 差 上 ) 倍地提高无线通信系统 的传输速率和链路可靠性 。而 为 j的加性高斯 白噪声。接收信号还可以表示 MI MO技术对于频率选择性深衰落信道情况传输质量 为矩阵 形式 很差 。MI MO技术与 O D F M技术相结合 ,相当于将 H MI MO技术应用到 O D F M的每一个子载波中,频率选 f1 2 择. 『 生衰落信道转化为若干并行平坦衰落子信道 ,抑制 其 中, h 为信道系数的不 同矩阵表示 H 与 干扰并抵抗信道衰落。由于 MI MO技术的应用 , 提高了 图 3 MI MO— D 系统 中不同 形式。其中 r x、 h w分别定义为 OF M 、 、 、…h 与 H 传统 O D F M信道容量 , 并有效抵抗衰落影响。 信道估计方法比较 :t, I …, , ,
水声MIMO-OFDM通信系统中基于导频的信道估计算法研究
系统中的信道估计原理和 L ( s最小平方误差) 、MMS ( E最小均方误差) 算法。通过仿真试验比较两种算法在信
道估 计中的性 能差异,为实际系统设 计提供 了 理论参考 。
估 计 、盲估 计和 半盲估 计 。
针 对水 声 MI . F M 通信 系统 中的信道 估计 问题 , MO O D 本文 以导频 系统 为基础 , 结合水 声信 道特性 ,
研 究最 小平方 算法 (es su r, S 1at q ae L )和最 小均 方误 差算 法 mii m a q aeerrMMS ]( nmu mensu r r , o E)在
声速 比电磁 波 的速 率低 5个 数量 级 ,水 声通信 有其 自身 的复杂 性和特 殊 性 ,如水 声信道 复 杂 的时一 空 频 特 性 、频 带资 源有 限等 。针 对 水 声通信 中频 带资源 有 限的 问题 ,发展 了多输 入技 术 ( MO)与 正 MI 交频 分复用 技术 ( F O DM)相 结合 的技术L。水 声 MI . F 1 j MO O DM 系 统既通 过 O DM 调制 把频 率选择 性 F MI MO 衰 落信 道分 解成 一 组并 行平坦 衰 落信 道 ,又利 用 M1 MO 提 高 了信道 容量 。然 而 ,水下 声信 道 (newae cut hne, u dr tr osccanlUWC)是 一个 复杂 的 时变 、空变 的 多径衰 落信 道[,水声信 道 的多途 性 a i 2 】
水 声 MI . F M 通信 技术 【中进 行信 道估 计 的原理 和方 法 ,并分 析不 同算法 之 间 的优 劣性 ,为实 际 MO O D 6 J
MIMO_OFDM系统的信道估计算法
( 16) ( 17)
由于 Tr { AB } = Tr { BA } , RH i1 H i2 = RHi 2 H i1 = R Hi Hj , 则 ( 18)
其中( ) H 表示 Hermitian 转置运算. 假设不同 ( 10)
所以要满足正交条件, 导频符号 X i 1 , X i 2 必须适 当设计。 下面是设计导频符号以满足正交条件 ( 15) : 假设系统得噪声功率
收稿日期 : 2005- 08- 19 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ( 60372084) 作者简介 : 孙山林 ( 1973- ) , 男 , 1997 年 毕业于天津大学 , 主要从事 下一代移动通信关键技术 的研究 , 目前 是桂林航 专讲师 在职读天津大学研究生。
1 MIMO 技术概述
4 信道估计算法
4. 1 估计算法描述 假定系统的导频结构如下图 ( 2) 所示。图中, 黑 块代表导频符号, 系统正是利用这些导频信息来估 计信道的频率响应的。 S t Sf 分别表示导频在时域方 向及频域方向的间隔, B t Bf 分别表示一个 OFDM 估 计块包含的符号数目以及载波数目。
图2
N
r
r
y =
i= 1
X iH i + W
( 7)
H i 的 MMSE 估计式表达为 H i = K iy 其中 K i 是B i B j 正交性原理推导线性 MMSE 估计式 H h E [ ei y ] = E [ ( K iy - H i ) Y ] = K i R yy - RH iy = 0 发射接收天线对的信道衰落不相关 , 即 RH iHj = 0 i j
r
, Hi , ( 1)
基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究的开题报告
基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着通信技术的不断发展和应用场景的不断拓展,MIMO-OFDM技术已成为现代无线通信中的一种重要技术方案,具有高速率、高可靠性、高频谱效率等优点。
在MIMO-OFDM系统中,信道是一个不稳定的因素,不仅受到多径衰落、噪声等自然环境因素的影响,还受到移动终端、天线阵列等因素的影响,因此在MIMO-OFDM系统中,准确的信道估计算法对于提升系统性能具有至关重要的作用。
因此,本文的选题就是基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究。
本文的主要研究意义包括:1.探究MIMO-OFDM系统中常见的信道估计算法,为MIMO-OFDM系统的性能提升提供技术支撑。
2.比较各种信道估计算法的优劣,为无线通信领域的研究提供参考。
3.提出新的信道估计算法,为MIMO-OFDM系统的性能进一步提升提供技术支撑。
二、研究内容及研究方法1.研究内容本文主要研究基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法,包括以下内容:(1)MIMO-OFDM系统的发展历程及技术原理(2)MIMO-OFDM系统信道估计的基本概念、方法、算法和性能评价指标(3)常用的信道估计算法,包括最小均方误差法、线性最小二乘法、Kalman滤波法、基于极大似然估计的算法等等(4)比较不同信道估计算法的优缺点,并分析各种算法适用的场合(5)提出新的信道估计算法2.研究方法本文采用文献研究法、数据计算法、仿真实验与理论分析相结合的方法,具体研究方法包括:(1)通过对国内外相关文献的查阅,掌握MIMO-OFDM系统的基本概念、技术原理、信道估计算法等方面的资料,并对文献进行深入分析。
(2)通过对信道估计算法的理论分析,计算MIMO-OFDM系统中不同信道估计算法的性能评价指标。
(3)通过Matlab等仿真软件,对常用的信道估计算法进行仿真实验,分析算法的复杂度和精度,比较不同信道估计算法在不同信道环境下的表现。
OFDM系统的信道估计技术讨论
OFDM系统的信道估计技术讨论OFDM系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种现代通信系统中常用的数字调制技术,具有抗多径衰落、高频谱利用效率和抗多径干扰等优点。
在OFDM系统中,信道估计是一项重要的技术,用于估计信道的特性和衰落情况,从而实现有效的信号接收和解调。
本文将讨论OFDM系统的信道估计技术,包括基于导频的估计方法、基于Pilot符号的估计方法等内容。
一、基于导频的信道估计方法在OFDM系统中,导频(Pilot)是已知的信号,用于估计信道的特性。
基于导频的信道估计方法是一种简单有效的估计技术。
在这种方法中,发送端定期插入导频信号,在接收端利用导频信号来估计信道的衰落情况。
具体来说,接收端利用已知的导频信号和接收到的信号进行相关运算,从而得到信道的估计值。
在信道估计过程中,可以采用最小均方误差估计(MMSE)等方法来提高估计的准确性。
基于导频的信道估计方法的优点是简单易实现,计算量较小。
这种方法需要占用部分信道资源来插入导频信号,有一定的信道开销。
由于导频信号是已知的信号,所以容易受到干扰和噪声的影响,导致信道估计的准确性受到一定的限制。
除了使用固定的导频信号进行信道估计外,还可以利用数据符号中的一部分作为Pilot符号,来进行信道估计。
在这种方法中,发送端插入Pilot符号到数据块中,在接收端利用Pilot符号来估计信道的特性。
与基于导频的方法相比,基于Pilot符号的方法具有更高的频谱利用效率,因为Pilot符号和数据符号共用相同的频谱资源。
由于Pilot 符号是通过调制技术产生的,可以提高抗干扰和抗噪声的能力,从而提高信道估计的准确性。
在实际的通信系统中,信道往往是时变的、频变的。
为了更准确地估计信道的特性,可以采用基于时频联合估计的方法。
这种方法将时间维度和频率维度一起考虑,从而实现对时变信道特性的准确估计。
在这种方法中,可以利用导频信号、Pilot符号等已知信号来进行时频联合估计,从而得到更准确的信道估计值。
基于MIMO-OFDM系统信道估计算法的研究的开题报告
基于MIMO-OFDM系统信道估计算法的研究的开题报告一、选题背景随着通信技术的不断发展,无线通信技术在现代通信中已经得到广泛的应用。
同时,多天线技术也已经成为了无线通信领域的一种重要技术。
在多天线技术中,MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)系统由于其高可靠性、高速率和低误码率等特点,已经成为一种热门的研究方向。
MIMO系统的性能主要取决于信道状态信息(CSI)的准确性。
对于MIMO-OFDM系统,信道估计是其中一个重要的问题。
在传统的单天线系统中,信道估计的方法已经相对成熟,而对于MIMO系统的信道估计,则需要考虑多天线之间的互相干扰等问题。
因此,MIMO系统的信道估计成为了无线通信领域研究的一个重要课题。
二、研究内容本文将探讨基于MIMO-OFDM系统的信道估计算法研究。
具体研究内容如下:1. MIMO-OFDM系统的基本原理及特点。
2. MIMO-OFDM系统信道估计的基本方法。
介绍传统的信道估计算法,并深入探究其局限性和不足。
3. 研究新的信道估计算法。
考虑到MIMO系统具有多个天线的特点,本文将介绍基于最小二乘、最小均方误差和最大后验概率等方法的信道估计算法,并对其效果进行比较和评估。
4. 通过模拟和实验研究来验证信道估计算法的可行性和有效性。
本文将通过Matlab仿真和实际硬件实验来测试整个系统的性能。
三、研究意义MIMO-OFDM系统作为无线通信领域的热门技术,其在移动通信、无线局域网等各个领域的应用越来越广泛。
本文的研究意义在于:通过对MIMO-OFDM系统的信道估计算法的研究,可以提高MIMO-OFDM系统的通信质量和效率,为提高现有通信系统的性能提供理论支持。
同时,对于未来的无线通信技术的发展以及无线通信标准制定都具有重大的指导意义。
四、研究方法本文的研究方法主要包括理论分析和实验验证两个方面。
具体研究方法如下:1. 理论分析。
通过分析MIMO-OFDM系统中的信道估计原理,总结MIMO-OFDM系统信道估计的基本方法及其局限性和不足。
《2024年MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》范文
《MIMO-OFDM系统中信道估计及信号检测算法的研究》篇一一、引言随着无线通信技术的飞速发展,多输入多输出(MIMO)技术和正交频分复用(OFDM)技术因其卓越的性能在无线通信系统中得到了广泛应用。
MIMO-OFDM系统结合了MIMO和OFDM的优点,具有高数据传输速率、频谱利用率高和抗多径干扰能力强等特点。
然而,在实际应用中,由于无线信道的复杂性和时变性,信道估计和信号检测成为了MIMO-OFDM系统中的关键技术。
本文将重点研究MIMO-OFDM系统中的信道估计及信号检测算法。
二、MIMO-OFDM系统概述MIMO-OFDM系统是一种高效的无线通信技术,通过在发送端使用多个天线发送信号,同时在接收端使用多个天线接收信号,实现了空间复用和分集增益。
OFDM技术则通过将频带划分为多个正交子载波,将高频信号转换为并行低频信号进行传输,从而提高了频谱利用率和抗多径干扰能力。
三、信道估计技术研究信道估计是MIMO-OFDM系统中的一项关键技术,其主要目的是通过对接收信号进行分析和处理,估计出信道的响应特性。
常见的信道估计方法包括最小均方误差(MMSE)估计、最大似然(ML)估计和基于导频的信道估计等。
(一)MMSE信道估计MMSE信道估计是一种基于最小均方误差准则的估计方法。
该方法通过最小化估计误差的均方值来求解信道参数。
在实际应用中,MMSE信道估计具有良好的性能和稳定性,适用于各种信道条件。
(二)最大似然(ML)信道估计ML信道估计是一种基于最大似然准则的估计方法。
该方法通过最大化接收信号与实际发送信号之间的似然函数来求解信道参数。
ML信道估计在信噪比较高的情况下具有较好的性能,但在低信噪比条件下性能较差。
(三)基于导频的信道估计基于导频的信道估计是一种常见的信道估计方法。
该方法通过在发送信号中插入已知的导频符号,接收端根据导频符号的接收情况来估计信道的响应特性。
基于导频的信道估计具有计算复杂度低、实现简单等优点,但需要额外的频谱资源。
OFDM系统的信道估计技术讨论
OFDM系统的信道估计技术讨论OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)是一种常用的多载波调制技术,因其具有抗多径衰落、抗频率选择性衰落及高频谱利用效率等优点,已被广泛应用于无线通信系统中。
在OFDM系统中,信道估计是一项关键的技术,用于获取信道状态信息(CSI),以便在接收端进行信号解调和数据检测。
本文将对OFDM系统的信道估计技术进行讨论,包括常用的信道估计方法、优缺点及发展趋势。
一、信道估计方法1. 基于导频的信道估计基于导频的信道估计是一种直接利用已知的导频信号进行信道估计的方法。
在OFDM系统中,通常会对已知的导频位置处的信号进行采样、插值等处理,以得到接收端的信道估计结果。
这种方法的优点是简单易行,但需要额外的导频资源,并且在频率选择性衰落的信道环境下效果不佳。
2. 基于估计误差的信道估计基于估计误差的信道估计是一种利用已知数据符号和估计的数据符号之间的误差来进行信道估计的方法。
通过比较已知数据符号和接收到的数据符号的差异,可以得到信道估计信息。
这种方法不需要额外的导频资源,但对信号干扰和噪声敏感。
二、信道估计的优缺点1. 优点(1)提高系统容量:通过准确的信道估计,可以提高系统的传输容量和频谱利用效率;(2)减小误码率:信道估计可以帮助减小接收端的误码率,提高系统的性能和可靠性;(3)增强抗干扰能力:准确的信道估计可以帮助系统抵御多径衰落、干扰等影响。
2. 缺点(1)额外开销:一些信道估计方法需要额外的导频或Pilot信号资源,会增加系统的开销;(2)复杂度高:某些信道估计算法的复杂度较高,需要大量计算资源和时间。
三、信道估计的发展趋势1. 神经网络信道估计随着深度学习技术的快速发展,神经网络已被广泛应用于信道估计领域。
通过神经网络技术,可以实现非线性信道补偿和自适应信道估计,提高信道估计的准确性和性能。
2. 多用户信道估计在多用户OFDM系统中,不同用户间的信道参数可能存在相关性,因此可以借助多用户之间的信道估计信息进行联合估计,提高整个系统的信道估计性能。
MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究的开题报告
MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究的开题报告一、选题背景多输入多输出正交频分复用系统(MIMO-OFDM)已经成为当前和未来无线通信系统的主要技术之一。
它通过利用多个天线和正交频分复用技术实现了高速数据传输和对抗多径衰落。
信道估计是MIMO-OFDM系统的关键问题之一,其准确性直接影响接收信号的质量。
因此,如何对MIMO-OFDM系统进行高效准确的信道估计是需要解决的问题。
目前,MIMO-OFDM信道估计方法的研究主要包括最小均方误差(MMSE)估计、最大似然(ML)估计、基于奇异值分解(SVD)的估计等等。
然而,这些方法中存在一些问题,比如计算复杂度大、对系统参数要求高、在多路径时存在误差率高等问题,这些问题都需要得到更好的解决。
因此,本次课题将探讨MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究,旨在开发新的估计方法,以提高准确性和计算效率。
二、研究内容及方法本次课题的主要研究内容包括以下几个方面:1. 研究当前MIMO-OFDM系统中信道估计的主要方法,分析其优缺点,总结目前存在的问题。
2. 探讨新的信道估计方法,以解决当前方法中存在的问题。
3. 通过MATLAB仿真,对新提出的估计方法进行验证,并与现有的估计方法进行比较。
研究方法主要采用文献综述和实验仿真两种方法。
三、研究进度安排本次研究的时间进度主要分为以下三个阶段:1. 第一阶段:文献调研和综述;2. 第二阶段:提出新的信道估计方法,并仿真验证;3. 第三阶段:对比现有方法和新方法,总结结论并撰写论文。
预计完成时间为两个月。
四、研究意义MIMO-OFDM系统中信道估计技术对于提高无线通信系统的性能至关重要。
本次研究拟提出新的信道估计方法,以解决现有方法中存在的问题,提高信道估计的准确性和计算速度,并实现应用于MIMO-OFDM系统中,在实际应用中产生重要的理论和应用价值。
基于导频的MIMO-OFDM系统中信道估计技术的研究的开题报告
基于导频的MIMO-OFDM系统中信道估计技术的研究的开题报告一、研究背景及意义:随着信息技术的不断发展,无线通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
而多输入多输出(MIMO)技术和正交频分复用(OFDM)技术,已经成为现代无线通信系统中最为重要的两项技术之一。
MIMO技术可以通过利用多个天线在同一时间和频率上传输多个数据流,以实现更高效、更稳定的数据传输;OFDM技术则可以将数据流分成多个子载波,以避免频率干扰,提高信道利用率。
然而,在MIMO-OFDM技术中,由于信道的复杂性和多路径效应的影响,准确地估计信道状态信息(CSI)变得尤为重要。
而导频技术则是一种常用的用于估计CSI的技术,主要通过在数据流中插入特定的已知数据序列,以刻画信道。
因此,本研究旨在深入探究基于导频的MIMO-OFDM系统中信道估计技术,以提高系统的性能和稳定性,有望为无线通信技术的发展做出贡献。
二、研究内容和思路:本研究将重点研究基于导频的MIMO-OFDM系统中信道估计技术,探究以下几个方面:1、MIMO-OFDM系统的基本原理和架构分析,包括分析系统的信道传输机制、信号检测算法等,并对现有的MIMO-OFDM系统进行案例分析。
2、导频技术在MIMO-OFDM系统中的应用研究,介绍导频技术的工作原理及在MIMO-OFDM系统中用于信道估计的方法,并对不同的导频方案进行对比研究。
3、信道估计算法的研究,包括基于最小二乘估计的LSE算法、基于最大似然估计的MLE算法、基于MMSE的算法等,并对不同的算法进行性能比较和分析。
4、仿真实验设计和结果分析,基于MATLAB仿真平台,设计并实现相应的实验模型,对导频技术的应用及各种信道估计算法进行系统性能评估和分析。
三、研究进展及计划:目前,本研究已完成了对相关领域的文献调研和梳理工作,并对导频技术在MIMO-OFDM系统中的应用进行了初步的分析与总结。
下一步,将进一步深入研究MIMO-OFDM系统中不同的信道估计算法,并基于MATLAB平台进行仿真实验,完成研究成果的分析和总结,最终完成该研究工作。
基于导频无线ofdm信道估计算法研究
基于导频无线ofdm信道估计算法研究1.前言在无线通信中,信道估计是一项关键技术。
在传统的无线通信中,信道估计一般采用导频技术,其中,导频序列是一种被发送到接收机的固定序列,用于对信道进行估计。
在OFDM系统中,导频序列也被采用作为信道估计基础。
本文将以基于导频无线OFDM信道估计算法研究为主题,详细介绍OFDM系统中的信道估计技术及其计算方法。
2.OFDM系统原理OFDM系统是一种多载波调制技术,其原理是将频带分为多个子载波,采用离散傅里叶变换(DFT)和逆离散傅里叶变换(IDFT)将复杂的多载波信号转换成多个简单的基带信号。
OFDM系统中最常见的调制方式是QAM调制(即正交幅度调制),其中,数据位被分为I和Q两路信号进行调制传输。
OFDM系统的优点是其高的频带利用率和良好的抗多径干扰能力,因此被广泛应用于许多无线通信标准中,如WiFi、LTE等。
3.导频技术及其应用OFDM系统中,导频信号常用于信道估计。
导频信号是一个已知的频率,被经过信道后接收端观测到的信号。
根据导频信号的变化情况,可以对信道进行估计。
在OFDM系统中,导频信号通常是直接映射到某些子载波上,在接收端抽取导频符号,综合其中的信息进行信道估计。
OFDM系统中,导频信号的频率位置和数目一般是预先规定的,通常在OFDM帧头部分内进行传输。
4.基于导频OFDM信道估计算法基于导频的OFDM信道估计算法一般包括以下步骤:4.1导频序列设计导频序列是信道估计的基础,需要设计在子载波中均匀地分布,从而对整个信道进行合理的估计。
常用的导频序列设计包括DFT序列、Zadoff-Chu序列等。
4.2导频符号提取在接收端,需要识别出导频符号,以供信道估计使用。
导频符号的提取一般使用了已知的导频序列,从中抽取具有导频信息的符号。
4.3信道估计算法OFDM信道估计算法一般分为基于时域和基于频域的两种,其中,基于频域的估计相关算法较为常用。
基于频域的信道估计算法包括最小二乘法(LS)、最大似然估计(MLE)、最小均方误差(MMSE)等。
基于最优导频设计的MIMO-OFDM系统信道估计算法
并结合 s D分解 的改进 的 L v MMs E频域算法 . 仿真结果表 明, 采用最优导频设计 的简化算法在收敛速 度 、 噪声性能 抗 和降低算法复杂度方 面有很大提高. 关键词 : 最优导频 ; 信道估计 ; M O D 系统 ;V MI 0一 F M s D分解
中 图分 类 号 :N 1 T 91 文 献标 识 码 : A
sn ua au e 0 0 io S ) s rp s dT e i lt nr s l h w dta esmpie l0i m y sn ig lr l e c mp st n(VD wa 1 idag rt b ig v d i p s o e s h t f h u
基 于最优 导频 设计 的 MI MO— F M OD 系统信道估计算法
王 东, 庞伟正 , 秀红 王
( 尔滨工程 大学 信息与通信工程 学院 , 哈 黑龙江 哈 尔滨 10 0 ) 5 O 1
摘
要 : 究了 MI 0— F M 系统 中 L 、MM E准则下 的导频辅 助 的信道估计 技术. 出了一种基于最优 导频 设计 研 M 0D sL s 提
W ANG n Do g,PANG e — h n W iz e g,W ANG u— 0 g Xi h n
( ol e0 f ra o n 0 mu i t nE gn eig a上nE g e r gU ies y H ri l 0 0 , hn ) C l g f nn n t n a d C m nc i n ie r ,H ) n i ei n r t , a h 5 0 1 C ia e I r i ao n ri n n v i n
ss ms a v s t . ni vdL yt s n et e A r e MMS rq e c — 0 i loi m c m iigo t a pl ei n e w i 培a d mp( 】 E f u n y d ma agr h 0 bnn pi l i t s n ad e n t m 0d g
MIMO-OFDM系统中信道估计方法的研究
由于ls信道估计方法兼顾复杂度和精度适用于实际应用系统因此着重matlab软件仿真表明本文的优化算法能够在保证系统信道估计准确性的同时有效地降低传统的信道估计方法的复杂度
基于导频的MIMO-OFDM系统信道估计的开题报告
基于导频的MIMO-OFDM系统信道估计的开题报告
一、背景介绍:
多天线技术(MIMO)和正交频分复用技术(OFDM)是现代无线通信系统中重要技术,两者结合后构成了MIMO-OFDM系统。
在MIMO-OFDM 系统中,根据信道特性和调制方式的不同,需要实现准确的信道估计,以提高系统的性能和容错能力。
二、研究意义:
MIMO-OFDM系统信道估计作为系统性能的重要因素,具有重要的研究意义。
另外,在实际应用中,由于信道的不确定性、时变性以及信号传输中存在的多种干扰,如频率偏移、多路径、噪声等等,导致信号在传输过程中出现了严重的失真和衰落。
因此,准确的信道估计对于MIMO-OFDM系统能否有效传输信息具有至关重要的作用。
三、研究内容:
1)MIMO-OFDM系统中导频的选择和插入;
2)基于过采样的带通信道估计算法;
3)基于极小化系数算法的信道估计算法;
4)基于正交匹配追踪算法(OMP)的信道估计;
5)基于压缩感知算法的信道估计;
6)各种算法的性能分析和比较。
四、研究方法:
1)阅读大量的文献,了解各种算法的理论原理;
2)使用MATLAB或C++等编程语言,对各种算法进行仿真实验;
3)针对仿真实验的结果,进行性能分析和比较,得出各种算法的优劣势;
4)根据仿真结果,对某些算法进行改进和优化。
五、研究成果:
通过对MIMO-OFDM系统信道估计的研究,可以为系统的优化设计和实际应用提供重要的帮助。
并且,在信道容易受损的情况下,可以通过优化信道估计算法,提高系统的可靠性和鲁棒性,从而提高通信效率和质量。
MIMO-OFDM系统信道估计算法研究
MIMO-OFDM系统信道估计算法研究刘燕容;周围【摘要】OFDM technique can effectively overcome the influence of multipath,improve spectrum efficiency;MIMO technique can increase the channel capacity and the spectral efficiency without increasing the bandwidth and transmit bining OFDM and MIMO(MIMO-OFDM technology) has become a research hotpot.In order to improve the performance of the system,channel estimation is particularly important.This paper mainly introduces the structure of MIMO-OFDM system,and based on this,introduces the pilot based channel estimation,semi-blind channel estimation and blind channel estimation algorithms.%正交频分复用(OFDM)技术能有效克服多径带来的不利影响,提高频谱利用率;多输入多输出(MI-MO)技术,可以在不增加系统带宽和发射功率的前提下,成倍提高系统容量和带宽利用率。
将两者结合的MIMO-OFDM系统是近年来的研究热点,信道估计在提高该系统性能方面发挥着重要作用。
基于此,主要介绍MIMO-OFDM系统结构,在此基础上介绍基于导频的信道估计、半盲信道估计和盲信道估计。
【期刊名称】《山西电子技术》【年(卷),期】2012(000)003【总页数】3页(P39-40,44)【关键词】多输入多输出(MIMO);正交频分复用(OFDM);信道估计【作者】刘燕容;周围【作者单位】重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN929通信技术的飞速发展和广泛应用,不仅推动了社会发展,也提高了人们生活质量。
基于MIMO—OFDM系统的信道估计方法分析
总第 2 3 4 期 21 0 0年第 1 期
计算 机与数字工程
C mp tr& D gtl n ie r g o ue ii gn ei aE n
Vo . 8 No 1 13 .
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基 于 MI MO— DM 系统 的 信 道 估 计 方 法 分 析 OF
何 飞 蒋冬初 赵 政春
t r . Th h n e e t t n wh c si a e h h n e r s o s f t rf e u n y f l ue e c a n 1 s i i ih e t t st e c a n l e p n e o i o r q e c i d。r v s s a d r c v r h a a ma o m me e e ie n e o e s t e d t r c ie s a p r a t s e tt c iv h i h ta s s in p r o ma c o I (_ DM y t ms e ev d i n i o t n p c o a h e e t eh g r n miso e f r n ef rM M )OF m a s se .A to h h n e l ft ec a n l o
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基于导频的MIMO-OFDM系统信道估计算法研究作者:张恒斌来源:《电脑知识与技术》2011年第24期摘要:信道估计作为MIMO-OFDM的一种关键技术对系统性能有着十分重要的影响,该文分析了基于块状导频、梳状导频、矩形导频对信道估计的影响,并对LS线性插值算法进行了改进,通过计算机仿真验证了改进的LS插值算法在精度和性能上优于原有的算法。
关键词:多输入多输出;正交频分复用;信道冲激响应;导频中图分类号: TP391文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2011)24-5918-03Study of Channel Estimation in MIMO-OFDM System Based on Pilot-symbolsZHANG Heng-bin(Dezhou Vocational and Technical College, Dezhou 253000, China)Abstract: Channel estimation,which is a key technology to MIMO-PFDM, has an significant influence to system performance . In this paper, the impact to channel estimation based on the methods ofblock type pilot, comb type pilot, and rectangular type pilot is done. The LS linear interpolating algorithm is also developed, which has better improvement on performance and accuracy approved by computer simulation.Key words: MIMO; OFDM; CIR; pilotMIMO-OFDM作为第四代移动通信系统的关键技术之一,其将MIMO 技术与 OFDM 技术相结合,是无线通信领域智能天线技术的重大突破。
MIMO 能在不增加带宽的情形下成倍地增加系统的频谱利用率和容量;而 OFDM 技术被普遍认为是下一代无线通信系统必须采用的关键技术。
因为OFDM通过将频率选择性多径衰落信道在频域内转换为平坦信道,从而减小了多径衰落的影响。
同时,OFDM 系统非常适合使用 MIMO 技术来提高系统容量。
将 MIMO 系统和 OFDM 系统结合起来,即构成 MIMO-OFDM 系统,能够更好地满足新一代无线通信技术发展的要求。
由于MIMO-OFDM系统中对接收机的要求很高,只有将准确的信道参数进行分集合并、相干检测和解码才能确保系统的正常工作,因此信道估计的准确性对提高MIMO-OFDM系统的性能十分关键[1]。
本文分析了基于块状导频、梳状导频、矩形导频对信道估计的影响,并对LS线性插值算法进行了改进,通过计算机仿真验证了改进的LS插值算法在精度和性能上优于原有的算法。
1 系统模型1.1 MIMO-OFDM系统模型MIMO-OFDM系统结构图如图1所示,发射天线数目为NT、接收天线数目为NR,OFDM符号数目为n,子载波数为N的OFDM系统。
假设发射符号向量为。
这里a(i)n,k表示的是第i个发射天线上的发射符号,该符号表示的是第n个OFDM符号,子载波数为k。
n个OFDM符号向量Sn[m]是由发射的符号向量a[n,k]经过傅里叶反变换得到的,再加上长度为LCP的循环前缀后可以表示为:(1)每个OFDM符号的长度又以上分析可以得到NOFDM=N+LCP。
MIMO-OFDM系统由分析可建模为:接收到的数据表示为:(2)(2)式中的?茚符号代表卷积,nn(m)代表独立同分布的高斯白噪声,其均值为0,方差为σ2w,t=E[|wn(m)|2]。
对公式(2)进行傅里叶变换可以得到频域的表达式:(3)Yn[k]代表接收的信号傅立叶变换,Hn[k]代表信道频域相应,Sn[k]代表发射信号的傅立叶变换,Wn(k)代表频域里加性高斯白噪声,均值为0,方差为σ2w,f=Nσ2w,t。
MIMO-OFDM系统接收端检测方法定义为:(4)(•)H代表矩阵的共轭转置1.2 无线信道模型无线信道脉冲响应的基带形式可以表示为:(5)(5)式中γl(t)和τl分别代表第k条路径上幅度和时延,其中δ(•)代表Kronecker deta 函数。
因为受移动台运动的影响,可以认为γl(t)是广义平稳非相关散射(WSSUS)的窄带复高斯过程,同时对不同的路径γl(t)是独立的。
1.3 导频符号类型导频插入的三种典型方法:块状导频、梳状导频、矩形导频如图2所示。
[2-3]2 信道估计算法2.1 线性内插线性内插法[4],此方法是将一维导频符号插入到数据流中,通过对信道的频率响应来进行信道估计的,通常在所传输的数据流当中等间隔的插入导频符号。
通过将NP个导频信号均匀地插入数据流中,假设发射天线i上发射的导频符号为NP×1维列向量Xi=[X(t1),X(t2),…,X(tNp)],那么接收天线j上接收到的信号就是Yij=[Y(t1),Y(t2),…,Y(tNp)],插入导频符号后天线i上发射的信号X(k)可表示为:(6)(6)式中L代表总的子信道数与导频数的比值,就是每隔L-1个数据子信道中插入一个导频符号。
可以通过导频点上接收的信号来估计出导频点上的信道频响Hp(k)为:(7)然后根据两个相邻的导频子信道上的信息来确定它们之间数据子信道上的信道响应。
对于第mL≤k≤(m+1)L个子信道,在第n个OFDM符号周期上,利用线性插值的方法可以得出信道的频响为:(8)2.2 高斯内插高斯内插法是利用高阶多项式内插来进行信道估计的,其比线性内插更适合信道频率响应的估计。
因为线性内插估计点上的值只用到了其前后两个相邻导频点,而信道估计采用高阶多项式来滤波时,估计点上的值就会用到更多的导频点,这样非线性相关长度就增加了,从而使得估计值更接近实际信道的频响。
同时其复杂度也随多项式阶数的增高而加大。
因此这里高斯内插的方法是采用了三个相邻的导频点来实现的,第n个OFDM符号周期相应的频响可表示为:(9)2.3 Cubic内插Cubic插值算法[5]是利用更多的导频点来插值实现信道估计的,因此它更能反映出所估计导频点附近的曲线特性,与高斯内插和线性内插相比较,它具有更好的性能,相对而言其计算复杂度也相应的加大。
假设有Np个导频点,通过该方法我们可以得到一个Np-1阶的多项式,导频之间数据点上的信道特性可以由Np-1阶多项式来估计。
在Matlab仿真中可用interp1函数来实现。
3 仿真分析3.1 导频图案的仿真为了研究不同导频图案对信道估计算法的性能,对其进行计算机仿真,仿真参数为:采用带多普勒频移的瑞利多径衰落信道;多径数目为L=5;载波频率fc=2.0GHz;移动速度为60km/h;多普勒频移为fd=111.11Hz;子载波数为N=512;循环前缀长度为64;导频间隔为St=4,Sf=4;系统带宽为5M;算法仿真结果如图3所示。
从仿真结果可以看出,当信噪比较低时,三种导频图案的估计性能比较接近,随着信噪比的提高,估计性能差距被拉大,梳状导频和矩形导频估计性能明显优于块状导频这说明块状导频不适合快衰落信道。
由于插入导频位置的影响,低信噪比时矩形导频性能比梳状导频差,当信噪比升高到一定程度,又优于梳状导频。
上述讨论结果并不适合所有系统,在实际应用中,需综合考虑系统特性,选择合适的导频设计方案,以提高系统性能。
3.2 插值算法的仿真仿真结果是建立在2x2的MIMO-OFDM 系统基础上的,仿真参数如下:载波频率为2.5GHz,带宽20MHz,子载波个数k=64,循环前缀为8,调制方式为16QAM,导频结构如图2中梳状导频,信道模型采用Jakes模型。
仿真结果见图4和图5。
由仿真结果我们可以看出线性内插性能最差,高斯内插性能次之,Cubic内插性能最好。
由于线性内插是利用前后相邻的两个导频点来估计的数据值,所以它更适用于平稳变化的信道,如在高速条件下线性内插性能不如其他多阶内插算法。
线性内插最大优势是实现简单。
高斯内插是利用三个导频点上的数据来进行内插估计的,因为其利用了更多的信道信息,所以能够对信道的变化曲线进行较优的拟合,其性能优于线性内插算法。
Cubic样条曲线内插,它利用更多导频点上的数据所以更能真实的反应出曲线的变化趋势,但是它需要计算的系数个数是插值阶数的四倍,因此大大增加了系统的复杂度。
4 结束语信道估计作为MIMO-OFDM的一种关键技术对系统性能有着十分重要的影响,本文分析了基于块状导频、梳状导频、矩形导频对信道估计的影响,因此在实际应用中,需综合考虑系统特性,选择合适的导频设计方案,以提高系统性能。
并对LS线性插值算法进行了改进,通过计算机仿真验证了改进的LS插值算法高斯插值和cubic插值在精度和性能上优于原有线性插值算法。
参考文献:[1] 汪裕民.OFDM 关键技术与应用[M].北京:机械工业出版社,2007.[2] 张继东,郑宝玉.基于导频的OFDM 信道估计及其研究进展[J].通信学报,2003,11(24):116-123.[3] 邢艳楠,何忠秋,刘颖.OFDM 系统中信道估计方法的研究[J].信息技术,2008,32(6):137.[4] Coleri S,Ergen M,Puri A,Bahai A.A study of Channel Estimation in OFDM Systems[C].IEEE VTC, Vancouver,Canada,Sep.2002.[5] Kang S G.A comparative investigation on channel estimation algorithms for OFDM in mobile communications[J].IEEE Trans.On Broadcastiong,2003,49(2):142-148.注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。